淺談后備量對手動變速器二次沖擊的影響

劉沖

二次沖擊作為手動變速器換擋性能的重要評價指標，直接影響變速器的整體性能，且直接給予終端客戶主觀感受。后備量作為這項指標的關鍵影響因素之一，卻主要關注在耐久方面的影響，對于二次沖擊的影響反而關注較小。因此筆者希望通過對后備量的分析，找到更好解決二次沖擊的積極方案。

1 二次沖擊及同步環耐久與后備量的關系

1.1 變速器的二次沖擊

二次沖擊是變速器換擋過程中，同步器齒套與接合齒圈轉速差為零后，同步器齒套越過空行程與齒圈接時發生的撞擊，此撞擊主要體現在發生的頻率和沖量大小，而空行程的長短受后備量直接影響[1]。

變速器的二次沖擊通過整車的主客觀評價來確認。主觀評價：有經驗的駕駛人員通過駕駛汽車，在靜態和動態情況下換擋感受二次沖擊的頻率及大小來評估。客觀評價：專業的測試人員，通過GSA或GSQA設備采集換擋參數的變化值，擬合成換擋曲線并對數值進行分析，確認發生二次沖擊的比率和沖量值來評估。

1.2 同步環耐久

同步環的耐久作為變速器的耐久考核標準之一，具有關鍵作用。同步環的耐久不僅受摩擦材料及基體材料影響，也受后備量的大小影響，其影響著同步環允許磨損的量。

1.3 后備量的定義

后備量即同步環裝配到擋位的齒輪組件或齒圈上后，同步環的端面距離齒圈端面的最小距離[2]。如圖1所示，圖中①～④都是反饋后備量的值，其中②～④僅僅影響耐久性能，①既影響耐久又會影響二次沖擊。

圖1 后備量示意圖

2 如何通過控制后備量來解決二次沖擊

2.1 二次沖擊產生的原理

首先由于接合齒圈和同步器齒套需要齒進行嚙合傳遞扭矩，當換擋時，同步器齒套是隨機與接合齒圈接觸，不可避免的會與齒圈接觸產生二次沖擊。其次，同步器齒套在換擋過程中，先同步轉速差為零后，還需要經過空行程距離，此時受拖拽扭矩及摩擦的影響，齒套與齒圈會再次產生轉速差，轉速差太大會增加發生二次沖擊的頻率及沖量值。

2.2 后備量大小與二次沖擊的關系

后備量的大小首先影響的是同步環的耐久，也是變速器的耐久，改進后備量數值的前提是需要先滿足耐久性能，一般性設計為1.0～1.5之間，尤其摩擦材料為銅螺紋時。使用碳和其他耐磨材料時可適當減小，但建議大于0.9。

理論上后備量增大，耐久會更好，但是后備量太大，就會增加空行程距離，受拖拽扭矩及摩擦力影響，轉速差就會增大，發生二次沖擊的概率和沖量就會變大。因此后備量數值不易過大，也不易過小，過小會降低耐久性能。當后備量過大時，可以考慮齒套增加長齒來降低其對二次沖擊的影響，從而優化設計。

3 結束語

本文主要從后備量方面分析其對二次沖擊的影響，為解決或改善變速器的二次沖擊提供思路和方向，達到有針對性的對零件進行設計優化，最終實現換擋性能的提升。

[1][德]Harald Naunheimer等著,宋進桂等譯.汽車變速器理論基礎、選擇、設計與應用[M].北京:機械工業出版社,2014.

[2]陳家瑞著.汽車構造[M].北京:機械工業出版社,2009.